13.1.磁场磁感线（Word版含解析）

人教版必修第三册 13.1. 磁场 磁感线
一、单选题
1．绝缘圆环上均匀分布着正电荷，圆环平面与竖直平面重合，在垂直圆环所在平面且过圆心的轴上P点放置一小磁针。现使圆环绕轴沿图示方向匀速转动，则小磁针N极指向正确的是（　　）
A． B． C． D．
2．图为通电螺线管，为螺线管外一点，、两点在螺线管的垂直平分线上，点在螺线管内，点在螺线管外，、两点均在螺线管内部且位于螺线管的轴线上。下列说法正确的是（　　）
A．在处放置的小磁针静止后，小磁针的极指向右方
B．在处放置的小磁针静止后，小磁针的极指向右方
C．、两点的磁感应强度相同
D．、两点的磁感应强度相同
3．如图，绝缘的水平面上，两固定的相互平行的长直导线中通以相同的电流I，O点与两导线在同一平面内且到两导线的距离相等，关于O点磁感应强度的大小和方向，下列说法正确的是（　　）
A．大小为0 B．大小不为0
C．方向垂直纸面向里 D．方向垂直纸面向外
4．物理学家通过对现象的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动了物理学的发展。下列描述中符合物理学史实的是（　　）
A．安培经过多年的潜心钻研，发现了电流的磁效应
B．法拉第提出场的观点，并用来解释电荷间相互作用的产生
C．奥斯特受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说
D．库仑在前人工作的基础上，发现了正电荷和负电荷，并总结出了库仑定律
5．原来静止的可以自由转动的小磁针如图所示，当一束带负电的粒子沿水平方向从左向右飞过小磁针的下方时，小磁针的极将（　　）
A．向纸内偏转 B．向纸外偏转
C．向下偏转 D．向上偏转
6．A、B、C三根平行直导线垂直纸面放置，导线中电流大小均相等，方向如图所示。已知，且。通电直导线周围某点的磁感应强度可用（k为常量，r为某点到导线的垂直距离）来表示，假设A导线在C处产生磁场的磁感应强度大小为，则BC中点O处的磁感应强度大小、方向分别为（　　）
A．，由C指向B B．，由B指向C
C．，垂直纸面向内 D．，垂直纸面向外
7．电子绕氢原子核顺时针高速旋转，如图所示，角速度为，下列说法正确的是（　　）
A．由于只有一个电子定向运动，不能形成电流
B．虽然只有一个电子定向运动，能形成大小为电流
C．在原子核处存在方向垂直纸面向里的磁场
D．在原子核处存在方向垂直纸面向外的磁场
8．如图所示，通电直导线的左侧O处有一小磁针（图中未画出），静止时小磁针的北极垂直纸面向里。图中连线与导线垂直，下列说法正确的（　　）
A．直导线中的电流方向是从A流向C
B．关于直导线与O对称的E处的磁场与O处磁场相同
C．将小磁针平移到O的左侧D处，静止时北极垂直纸面向外
D．直导线中的电流逐渐增大的过程中，小磁针顺时针旋转（从A向C看）
9．如图所示，纸面内半径为r、圆心在O点的圆，其外切正三角形ABC的边BC与圆相切于M点。三根平行长直通电导线分别在A、B、C三点垂直纸面固定，电流的大小均为I。已知通有电流I的长直导线在距其d处产生的磁感应强度大小（其中k常量），则M点的磁感应强度为（　　）
A．，方向垂直纸面向里 B．，方向由M指向B
C．，方向垂直纸面向里 D．，方向方向由M指向B
10．如图所示，圆环上带有大量的负电荷，当圆环沿顺时针方向转动时，a、b、c三枚小磁针都要发生转动，以下说法正确的是（　　）
A．a、b、c的N极都向纸里转
B．b的N极向纸里转，而a、c的N极向纸外转
C．b、c的N极都向纸里转，而a的N极向纸外转
D．b的N极向纸外转，而a、c的N极向纸里转
11．如图所示，弹簧测力计下挂一铁球，将弹簧测力计缓慢向上移动时，弹簧测力计的示数（　　）
A．不变 B．先减小再增大
C．逐渐减小 D．先增大再减小
12．下列对磁感线的描述正确的是（　　）
A．磁感线从磁体的N极出发到磁体的S极终止
B．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向
C．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向螺线管的南极
D．通电直导线的磁感线分布是以导线上任意点为圆心垂直于导线的多组等间距同心圆
13．在物理学发展历程中，一些科学研究成果极大地推动了人类文明的进程。下列叙述中不符合史实的是（　　）
A．欧姆通过实验研究了导体两端电压与电流的定量关系，并总结出欧姆定律
B．法拉第发现了磁能生电的现象，并发明了人类的第一台直流发电机
C．密里根通过油滴实验，第一次比较精确的测定了元电荷e的数值
D．奥斯特根据环形电流的磁场和小磁针的磁场的相似性，提出了分子电流假说
14．如图所示，在直角三角形ACD的A点和D点分别固定一电流方向垂直纸面向外和垂直纸面向里的无限长的直导线，其电流大小分别为IA和ID，且IA=4ID，∠DAC=30°，∠ADC=90°。已知通电长直导线在空间某点的磁感应强度大小，k为比例系数，r为该点到导线的距离，I为导线中的电流。将一小磁针放在C点，则小磁针N极指向为（　　）
A．正东方向 B．正北方向 C．东偏北30°方向 D．东偏南30方向
15．下列关于磁感线的说法正确的是（　　）
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向
B．磁感线就是细铁屑在磁铁周围排列的曲线，没有细铁屑的地方就没有磁感线
C．磁感线总是从磁铁的N极发出，到S极终止
D．沿磁感线的方向磁场逐渐减弱
二、填空题
16．如图所示，通电长直导线周围A处的小磁针指向为_________．
17．标出图中电源的正负极_______．
18．历史上对地磁场的形成有这样一种看法：我们居住的地球是一个带电星球，它带的电荷量约为。由于地球自西向东旋转，会形成许多环形电流，如图所示。由此猜想地球带的是________（选填“正”或“负”）电。
三、解答题
19．如下图所示，表示一个通电螺线管的纵截面，ABCDE为此纵截面内5个位置上的小磁针在该螺线管通电前的指向，当螺线管通入如下图所示的电流时，5个小磁针怎样转动？
20．磁的应用非常广泛，不同的人对磁应用的分类也许有不同的方法。请你对磁的应用分类，并每类举一个例子。
21．请判断下列情形中电流的方向。
(1)图（a）中，当电流通过导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(2)图（b）中，当电流通过环形导线时，导线下磁针的N极转向纸外；
(3)当电流通过螺线管时，磁针N的指向如图（c）所示。
22．通电直导线附近的小磁针如图所示，标出导线中的电流方向。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
从左向右看，绝缘圆环匀速转动时形成的圆形电流沿顺时针方向，由安培定则可知圆环轴线的磁场水平向右，小磁针N极指向该处的磁场方向，N极指向右方。
故选C。
2．D
【详解】
A．根据安培定则可知，螺线管的左端为N极，右端为S极，则在处放置的小磁针静止后，小磁针的极指向左方，选项A错误；
B．螺线管内部的磁感线从右向左，可知在处放置的小磁针静止后，小磁针的极指向左方，选项B错误；
CD．根据通电螺线管的磁场特点，内部为匀强磁场且最强，管外为非匀强磁场，B点比C点的磁感应强度大，且两点的磁场方向也不同；B、D两点的磁感应强度相同，故C错误，D正确；
故选D。
3．A
【详解】
根据安培定则可知，左侧导线在O点磁感应强度方向垂直纸面向里，右侧导线在O点磁感应强度方向垂直纸面向外，由于导线中通以相同的电流I，O点与两导线在同一平面内且到两导线的距离相等，则O点磁感应强度为0。
故选A。
4．B
【详解】
A．奥斯特经过多年的潜心钻研，发现了电流的磁效应，故A错误；
B．法拉第提出场的观点，并用来解释电荷间相互作用的产生，故B正确；
C．安培受到通电导线和磁体磁场相似性的启发，提出了分子电流假说，故C错误；
D．库仑在前人工作的基础上，总结出了库仑定律，但正电荷和负电荷并不是他发现的，故D错误。
故选B。
5．A
【详解】
带负电的粒子水平从左向右飞过，电流方向从右向左，根据安培定则知，小磁针所处位置的磁感应强度的方向垂直纸面向里，所以小磁针的极将向内偏转。
故选A。
6．A
【详解】
根据几何关系可知
A导线在C处产生磁场的磁感应强度大小为
A、B、C三根平行直导线在O处产生磁场的磁感应强度大小均为
根据右手螺旋定则，A导线在O处产生磁场的方向由C指向B，B导线在O处产生磁场的方向由O指向A，C导线在O处产生磁场的方向由A指向O，根据矢量合成可知，BC中点O处的磁感应强度大小为、方向为由C指向B。
故选A。
7．D
【详解】
AB．电子绕核运动可等效为一环形电流，电子运动的周期
根据电流的定义得
选项AB错误；
CD﹒等效电流的方向与电子的运动方向相反为逆时针，根据安培定则可知，环形电流在核处产生的磁场垂直纸面向外，选项C错误，D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A．静止时小磁针的北极垂直纸面向里，即磁场方向向里，根据安培定则可知直导线中的电流方向是从A流向C，故A正确；
B．根据安培定则可知，关于直导线与O对称的E处的磁场与O处磁场方向相反，故B错误；
C．通电直导线左侧的磁场方向相同，所以将小磁针平移到O的左侧D处，静止时北极依然垂直纸面向里，故C错误；
D．直导线中的电流逐渐增大的过程中，磁场方向不变，所以小磁针不会转动，故D错误。
故选A。
9．D
【详解】
由几何关系，B、C两点与M点的距离相等，B、C两点的电流分别在M点产生的磁感应强度大小相等，由安培定则，B、C两点的电流分别在M点产生的磁场方向是竖直向上和竖直向下，B、C两点的电流在M点的合磁感应强度的大小为0
由几何关系，C点与M点的距离为
A点的电流在M点产生的磁感应强度的大小为
由安培定则，A点的电流在M点方向由M指向B，则M点的磁感应强度为，方向方向由M指向B。
故选D。
10．D
【详解】
圆环带有负电荷，圆环顺时针转动时，产生的等效电流方向沿逆时针方向；由安培定则可知，a、c所在处磁场方向垂直于纸面向里，b处磁场方向垂直于纸面向外，则a、c处的小磁针的N极向纸里转动， b处小磁针的N极向纸外转动。
故选D。
11．C
【详解】
磁体上磁性强弱并不一样，实验证明，磁体两端（磁极）处的磁性最强，因而铁球在条形磁铁的N极附近缓慢向上移动时，磁场越来越弱，磁体对小球作用力越来越小，故弹簧测力计示数越来越小。
故选C。
12．B
【详解】
A．磁感线在磁体的外部从磁体的N极到S极，在内部由S极到N极，选项A错误；
B．磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，选项B正确；
C．自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N极指向与螺线管内部磁感线方向相同，即指向螺线管的N极，选项C错误；
D．根据安培定则可知，直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，且这些同心圆都在跟导线垂直的平面上，但不是等间距同心圆；故D错误；
故选B。
13．D
【详解】
A．欧姆通过实验研究了导体两端电压与电流的定量关系，并总结出欧姆定律，故A正确；
B．法拉第发现了磁能生电的现象，并发明了人类的第一台直流发电机，故B正确；
C．密里根通过油滴实验，第一次比较精确的测定了元电荷e的数值，故C正确；
D．安培根据环形电流的磁场和小磁针的磁场的相似性，提出了分子电流假说，故D错误。
本题选错误的，故选D。
14．A
【详解】
设C、D间的距离为r，A点处的通电长直导线、D点处的通电长直导线在C点产生磁场的磁感应强度大小分别为
又
解得
如图所示，C处合磁感应强度方向沿DC方向，故小磁针N极指向正东方向，A正确。
故选A。
15．A
【详解】
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱与方向，选项A正确；
B．磁感线是细铁屑在磁铁周围排列出的曲线，没有细铁屑的地方仍存在磁场，选项B错误；
C．磁感线在磁体的外部从磁铁的N极到S极，内部从S极到N极，组成闭合的曲线，选项C错误；
D．磁感线的疏密反映磁场的强弱，则沿磁感线的方向磁场不一定逐渐减弱，选项D错误。
故选A。
16．垂直纸面向外
【详解】
[1]在根据安培定则可知通电长直导线在A处的磁场为垂直纸面向外，所以小磁针指向为垂直纸面向外。
17．
【详解】
[1]因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，故螺线管右侧为S极，左侧为N极；则由安培定则可知螺线管中电流由右侧流入，左侧流出；故右侧是电源正极，左侧为电源负极，故答案如图：
18．负
【详解】
地球自西向东旋转，形成许多环形电流，使地球的地理北极附近出现地磁南极，地球的地理南极附近出现地磁北极，由安培定则判断可知，环形电流的方向与地球自转方向相反，若该环形电流是地球所带电荷量形成的，则地球带的是负电荷。
19．A、C两处小磁针N极向右转；B、D、E处小磁针N极向左转，最后如上图所示．
【详解】
试题分析：利用安培定则判断出通电螺线管周围磁场方向，然后根据小磁针静止时N极所指的方向和磁感线的方向一致，从而判断出小磁针静止时方向．
根据安培定则可知通电螺线管N极在左端，因此沿轴向内部磁场方向水平向左，外部磁感线由N极指向S极；小磁针N极的指向与磁场同向，故A小磁针N极向右转动；B小磁针N极向左转动；C小磁针N极向右转动；D中小磁针N极向左转动；E中小磁针N极向左转动．
点睛：本题主要考查了通电螺线管周围磁场方向，注意磁感线是闭合曲线，外部从N极到S极，内部从S极到N极．
20．见解析
【详解】
(1)利用磁体对铁磁性材料（铁钴镍）的吸引作用，入门吸、带磁性的螺丝刀、手提包磁性扣等；
(2)利用磁体对电流的作用力，如喇叭、耳机、电话、电动机等；
(3)利用磁化现象记录信息，如磁带、此卡和磁盘等。
21．(1) 从右向左；(2)逆时针方向； (3)从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向
【详解】
(1)根据右手螺旋定则，将右手握住通电直导线，四根手指指向磁感线的环绕方向（从左向右看，磁场逆时针方向），则大拇指方向即为电流方向，电流向左；
(2)根据右手螺旋定则，大拇指方向是为磁场方向（垂直于纸面向外），则四根手指环绕方向即为电流方向，故电流为逆时针方向；
(3)因为小磁针N指向电源右端，所以螺线管右端为S极，根据右手螺旋定则判断，将右手握住螺线管，大拇指方向指向螺线管N极方向，则四根手指环绕方向即为电流方向，故电源右端为正极，左端为负极，从左向右看，螺线管中的电流为逆时针方向。
22．向下
【详解】
由题知：用右手握住直导线，让大拇指指向直导线中电流的方向，则弯曲的四指所指方向为磁场方向。
由图根据以上方法可判断出通电直导线周围的磁感线方向是顺时针方向的，因为小磁针静止时，北极的指向为磁场方向，则直导线中电流方向向下。
答案第1页，共2页
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